基于PLC技術(shù)的火電廠輸煤翻車機(jī)電控系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)

劉輝

摘要：為了全面提高煤炭的運(yùn)輸效率和安全性，火電廠進(jìn)一步改造輸煤翻車機(jī)。在改造后，能利用PLC技術(shù)控制輸煤翻車機(jī)日常運(yùn)行，科學(xué)設(shè)計(jì)輸煤翻車機(jī)電控系統(tǒng)，并在程序上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，能給火電廠高效運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?；诖?，通過(guò)闡述PLC技術(shù)概念為基礎(chǔ)，分析PLC技術(shù)控制類型，明確輸煤翻車機(jī)自動(dòng)控制功能，主要包括裝煤自動(dòng)化、配煤自動(dòng)化、啟停自動(dòng)化等，并將PLC技術(shù)應(yīng)用到火電廠輸煤翻車機(jī)電控系統(tǒng)改造方面，合理設(shè)計(jì)翻車機(jī)主程序，充分發(fā)揮翻車機(jī)主程序作用，提高翻車機(jī)運(yùn)行效率，保證煤炭運(yùn)輸工作能順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：火電廠?PLC技術(shù)?輸煤翻車機(jī)?電控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TD84

Renovation?Design?of?the?Electrical?Control?System?of?Coal-Handling?Dumpers?in?Thermal?Power?Plants?Based?on?PLC?Technology

LIU?Hui

Jiangsu?Shuyang?Secondary?Specialized?School，?Suqian，?Jiangsu?Province，?223600?China

Abstract：?In?order?to?comprehensively?improve?the?efficiency?and?safety?of?coal?transportation，?thermal?power?plants?have?further?renovated?coal-handling?dumpers.?After?the?renovation，?PLC?technology?can?be?used?to?control?the?daily?operation?of?coal-handling?dumpers，?scientifically?design?the?electrical?control?system?of?coal-handling?dumpers?and?implement?it?in?the?program，?which?can?lay?a?solid?foundation?for?the?efficient?operation?of?thermal?power?plants.?Based?on?this，?this?article?expounds?the?concept?of?PLC?technology，?analyzes?the?control?types?of?PLC?technology，?clarifies?the?automatic?control?functions?of?coal-handling?dumpers，?mainly?including?coal-loading?automation，?coal-blending?automation，?start-stop?automation，?etc.，?and?applies?PLC?technology?to?the?transformation?of?the?electrical?control?system?of?coal-handling?dumpers?in?thermal?power?plants，?so?as?to?design?reasonably?the?main?program?of?dumpers，?fully?exert?the?role?of?the?main?program?of?dumpers，?improve?the?operating?efficiency?of?dumpers，?and?ensure?the?smooth?progress?of?coal?transportation?work.

Key?Words：?Thermal?power?plant;?PLC?technology;?Coal-handling?dumper;?Electrical?control?system

本文通過(guò)闡述PLC技術(shù)概念為基礎(chǔ)，分析PLC技術(shù)控制類型，明確輸煤翻車機(jī)自動(dòng)控制功能，主要包括裝煤自動(dòng)化、配煤自動(dòng)化、啟停自動(dòng)化等，并將PLC技術(shù)應(yīng)用到火電廠輸煤翻車機(jī)電控系統(tǒng)改造方面，合理設(shè)計(jì)翻車機(jī)主程序，充分發(fā)揮翻車機(jī)主程序作用，提高翻車機(jī)運(yùn)行效率，保證煤炭運(yùn)輸工作能順利進(jìn)行[1]。

1?PLC技術(shù)在輸煤翻車機(jī)機(jī)電系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

1.1系統(tǒng)組成

程控機(jī)是通過(guò)研華工控機(jī)、組態(tài)王6.01電力版軟件設(shè)置的，由PLC控制系統(tǒng)和上位機(jī)組成。PLC控制系統(tǒng)采用SIMEMS公司開發(fā)的PS7-300系列可編程程序控制器，該系統(tǒng)是可有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高速通信的PROFIBUS通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。側(cè)翻機(jī)房設(shè)置主機(jī)和IPC，分別設(shè)置了重車調(diào)車機(jī)?、輕車調(diào)車機(jī)搭配IM151通信模塊，可有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信工作，是控制整個(gè)系統(tǒng)的主要樞紐[3]。為了連接不同站點(diǎn)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，SIMEMS公司開發(fā)了采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)的可編程網(wǎng)絡(luò)連接器，該連接器應(yīng)用了雙絞線線纜來(lái)連接整個(gè)系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的網(wǎng)線長(zhǎng)度達(dá)到360?m，完全符合行業(yè)規(guī)范要求。主站初始化網(wǎng)路，讓從站設(shè)備與配置相互搭配，主站透過(guò)工控機(jī)連結(jié)處理，持續(xù)收集從站資料，并將資料直接傳送至人機(jī)介面。

1.2翻車機(jī)運(yùn)行方式

輸煤翻車機(jī)是一種常見的煤礦設(shè)備，用于將煤炭從礦山運(yùn)輸?shù)矫禾刻幚韽S。而翻車機(jī)電控系統(tǒng)則是對(duì)翻車機(jī)的操作和控制進(jìn)行自動(dòng)化管理的設(shè)備。下面介紹輸煤翻車機(jī)電控系統(tǒng)的運(yùn)行方式。輸煤翻車機(jī)電控系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和人機(jī)界面等組成。首先，傳感器是系統(tǒng)的重要組成部分，它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)翻車機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境情況。例如：使用溫度傳感器可以檢測(cè)煤炭溫度，使用重量傳感器可以測(cè)量煤炭負(fù)荷，使用安全傳感器可以監(jiān)測(cè)翻車機(jī)周圍的安全狀況[4]。其次，計(jì)算機(jī)是翻車機(jī)電控系統(tǒng)的“大腦”，它能夠?qū)鞲衅鳙@取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并根據(jù)預(yù)設(shè)的程序和邏輯控制翻車機(jī)的運(yùn)行。例如，通過(guò)計(jì)算機(jī)算法的控制，可以實(shí)現(xiàn)煤炭的自動(dòng)裝載和卸載，提高工作效率和安全性。再者，翻車機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將計(jì)算機(jī)指令轉(zhuǎn)化為動(dòng)作的裝置，常見的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有電機(jī)、液壓缸等。例如：計(jì)算機(jī)通過(guò)控制電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)翻車機(jī)的升降和傾斜，通過(guò)控制液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)煤炭的裝載和卸載。最后，人機(jī)界面是用戶與輸煤翻車機(jī)電控系統(tǒng)交互的窗口。人機(jī)界面通常采用觸摸屏或操作面板，用于設(shè)置參數(shù)、監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)行故障排除。用戶可以通過(guò)人機(jī)界面直觀地了解系統(tǒng)情況，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作和調(diào)整。

綜上所述，輸煤翻車機(jī)電控系統(tǒng)的運(yùn)行方式如下：通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)翻車機(jī)的狀態(tài)和環(huán)境，并將數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)根據(jù)程序和邏輯對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)翻車機(jī)的動(dòng)作；用戶通過(guò)人機(jī)界面進(jìn)行操作和調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)對(duì)翻車機(jī)的控制和監(jiān)控。這種自動(dòng)化的運(yùn)行方式，提高了輸煤翻車機(jī)的工作效率和安全性，減少了人力投入，是煤礦生產(chǎn)中的重要技術(shù)裝備[5]。

1.3翻車機(jī)主程序設(shè)計(jì)

目前，重型運(yùn)輸設(shè)備的對(duì)位、對(duì)軌主要存在翻車機(jī)系統(tǒng)的問(wèn)題，導(dǎo)致翻斗車車廂在運(yùn)行過(guò)程中，有些工序不受控制，稍有不慎就可能導(dǎo)致設(shè)備出軌的意外情況。目前，自動(dòng)化翻車機(jī)功能主要包括設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行、故障診斷、自動(dòng)脫鉤、對(duì)位對(duì)軌等，主要作用是提高操作效率和安全性，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如檢查停車位情況、煤炭裝車情況、是否有人值守等，操作人員只需按下啟動(dòng)鍵一次，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)按照預(yù)定的軌跡自動(dòng)操作。例如：在裝煤時(shí)，為了增加設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)性，采用變頻技術(shù)來(lái)有效消除慣性撞擊力，以更準(zhǔn)確地控制牽引臺(tái)，只需按下歸位鍵即可完成，翻車機(jī)會(huì)自動(dòng)回到指定的煤炭裝載位。此外，該技術(shù)還能減弱沖擊力，降低設(shè)備在拖動(dòng)平臺(tái)上的故障發(fā)生概率[6]。

1.4實(shí)現(xiàn)翻車機(jī)主程序

以上分析要實(shí)現(xiàn)的翻車機(jī)控制系統(tǒng)的作用，下面要對(duì)翻車機(jī)程序的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析。系統(tǒng)硬件主要包括工作人員要在操作臺(tái)上安裝工業(yè)閉路電視系統(tǒng)，實(shí)時(shí)查看翻斗車的運(yùn)行狀態(tài)的PLC控制柜、操作臺(tái)、模擬屏、專用電源、各種傳感器等設(shè)備。在模擬屏上，操作員可以對(duì)部分操作參數(shù)進(jìn)行控制，合理控制翻車機(jī)的運(yùn)行速度（如圖1所示）。

1.4.1設(shè)備開工情況

開機(jī)后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行自檢，預(yù)報(bào)即將啟動(dòng)，相應(yīng)的警示音會(huì)在重車調(diào)車機(jī)啟動(dòng)前發(fā)出。

1.4.2裝置運(yùn)行狀況

先把重車調(diào)車機(jī)從槽中鉤入重車車箱，其就會(huì)自動(dòng)回到鉤臺(tái)中，重車調(diào)車機(jī)到達(dá)脫鉤平臺(tái)后，會(huì)重新回到初始位置，用重載連接后艙。等到摘鉤臺(tái)升到位后，重車車廂會(huì)自動(dòng)滑入翻斗車內(nèi)并歸位，重車車廂就位后會(huì)有聲音提示，在拖車臺(tái)就位也有音響提示，并且手推車平臺(tái)會(huì)快速回到重車線路上，和其進(jìn)行緊貼，并以慢行的速度對(duì)軌，在準(zhǔn)確上軌前，要經(jīng)過(guò)音響提示才能確保無(wú)誤。輕車調(diào)車機(jī)將空車推出槽，使其沿著空車路線到達(dá)目的地，然后返回槽位準(zhǔn)備進(jìn)行下一次循環(huán)，此時(shí)音響會(huì)發(fā)出提示[7]。

1.4.3運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)情況

要通過(guò)實(shí)時(shí)讀取設(shè)備運(yùn)行參數(shù)來(lái)確定是否出現(xiàn)故障，如果發(fā)生故障，控制室會(huì)通過(guò)相應(yīng)的故障提示音并顯示故障位置，提供及時(shí)的警示。同時(shí)，為了應(yīng)對(duì)突發(fā)的緊急故障，所有裝置都配備了緊急按鈕，按下該按鈕可以立即停止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，PLC自帶的手動(dòng)控制程序也可在設(shè)備自動(dòng)控制失靈時(shí)使用，以確保設(shè)備運(yùn)行安全。

1.4.4上位機(jī)通信

為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，需要與即將向上位機(jī)傳遞運(yùn)行狀態(tài)信息的上位機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。在上位機(jī)通信時(shí)需關(guān)注所采用的通信協(xié)議，并編寫相應(yīng)的通信程序。由于考慮到內(nèi)容較多，在本文中不進(jìn)行依次分析[8]。

2結(jié)論

綜上所述，隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，各行各業(yè)都在積極引入先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)提高生產(chǎn)效率和工作安全性。作為火電廠的重要組成部分，輸煤翻車機(jī)在燃煤發(fā)電過(guò)程中扮演著至關(guān)重要的角色。為了充分發(fā)揮其功能，進(jìn)行基于PLC技術(shù)的火電廠輸煤翻車機(jī)電控系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)。

（1）PLC（可編程邏輯控制器）作為控制系統(tǒng)的核心。相較于傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，PLC具有編程靈活性強(qiáng)、可靠性高、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于復(fù)雜的工業(yè)控制過(guò)程。

（2）對(duì)輸煤翻車機(jī)的電路系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。傳感器的應(yīng)用能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸煤翻車機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，如翻車機(jī)傾斜角度、速度、位置等參數(shù)，從而保證翻車機(jī)的穩(wěn)定與準(zhǔn)確性。同時(shí)，根據(jù)傳感器反饋的信息，PLC可以自動(dòng)調(diào)整翻車機(jī)的工作參數(shù)，使其更加高效地完成任務(wù)。

（3）引入人機(jī)界面（HMI）來(lái)提供操作人員與控制系統(tǒng)的交互界面。通過(guò)一個(gè)直觀的顯示屏，操作人員有效監(jiān)測(cè)翻車機(jī)的狀態(tài)，簡(jiǎn)化操作流程，提高工作效率，且降低人為操作錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

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